Name: a novel surgical technique as a foundation for in vivo partial liver engineering in rat
Uploaded: 2018-10-06T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat at JoVE.com

Forfatterne gjerne takke Jens Geiling fra Institutt for anatomi I Jena universitetssykehus, for å produsere skjematisk tegninger av rotte leveren anatomi.

Boliger og alle prosedyrer utført var i samsvar med tysk dyrs rettigheter lovgivning. Alle gasbind, dekker klær og Kirurgiske instrumenter er autoklaveres og forberedt før operasjonen. Alle prosedyrer blir utført under sterile forhold.
1. forberedelse av rotte til den kirurgiske prosedyren
<ol><li>Plasser rotta i en induksjon kammer og bedøve rotte med 4% fordampede isoflurane og 100% oksygen på 0,5 L/min i ca 3 min, til rotta er helt anesthetized.</li>
	<li>Ta rotta ut av induksjon ka...

<ol>
	<li>Kim, W. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=OPTN+/+SRTR+2016+Annula+Data+Report:+Liver.">OPTN / SRTR 2016 Annula Data Report: Liver.</a> American Journal of Transplantation. Suppl. 1, 172-253 (2018).</li><li>Palakkan, A. A., Hay, D. C., Anil Kumar, P. R., Kumary, T. V., Ross, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liver+tissue+engineering+and+cell+sources:+issues+and+challenges.">Liver tissue engineering and cell sources: issues and challenges.</a> Liver International. 33, 666-676 (2013).</li><li>Hynes, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+extracellular+matrix:+not+just+pretty+fibrils.">The extracellular matrix: not just pretty fibrils.</a> Science. 326, 1216-1219 (2009).</li><li>Flaim, C. J., Chien, S., Bhatia, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+extracellular+matrix+microarray+for+probing+cellular+differentiation.">An extracellular matrix microarray for probing cellular differentiation.</a> Nature Methods. 2, 119-125 (2005).</li><li>Wells, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+matrix+stiffness+in+regulating+cell+behavior.">The role of matrix stiffness in regulating cell behavior.</a> Hepatology. 47, 1394-1400 (2008).</li><li>Ren, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+two+decellularization+methods+in+the+development+of+a+whole-organ+decellularized+rat+liver+scaffold.">Evaluation of two decellularization methods in the development of a whole-organ decellularized rat liver scaffold.</a> Liver International. 33, 448-458 (2013).</li><li>Yagi, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human-scale+whole-organ+bioengineering+for+liver+transplantation:+a+regenerative+medicine+approach.">Human-scale whole-organ bioengineering for liver transplantation: a regenerative medicine approach.</a> Cell Transplantation. 22, 231-242 (2013).</li><li>Jiang, W. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cryo-chemical+decellularization+of+the+whole+liver+for+mesenchymal+stem+cells-based+functional+hepatic+tissue+engineering.">Cryo-chemical decellularization of the whole liver for mesenchymal stem cells-based functional hepatic tissue engineering.</a> Biomaterials. 35, 3607-3617 (2014).</li><li>Uygun, B. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organ+reengineering+through+development+of+a+transplantable+recellularized+liver+graft+using+decellularized+liver+matrix.">Organ reengineering through development of a transplantable recellularized liver graft using decellularized liver matrix.</a> Nature Medicine. 16, 814-820 (2010).</li><li>Baptista, P. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+whole+organ+decellularization+for+the+generation+of+a+vascularized+liver+organoid.">The use of whole organ decellularization for the generation of a vascularized liver organoid.</a> Hepatology. 53, 604-617 (2011).</li><li>Bruinsma, B. G., Kim, Y., Berendsen, T. A., Yarmush, M. L., Uygun, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Layer-by-layer+heparinization+of+decellularized+liver+matrices+to+reduce+thrombogenicity+of+tissue+engineered+grafts.">Layer-by-layer heparinization of decellularized liver matrices to reduce thrombogenicity of tissue engineered grafts.</a> Journal of Clinical and Translational Research. 1 (1), (2015).</li><li>Park, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decellularized+Liver+Extracellular+Matrix+as+Promising+Tools+for+Transplantable+Bioengineered+Liver+Promotes+Hepatic+Lineage+Commitments+of+Induced+Pluripotent+Stem+Cells.">Decellularized Liver Extracellular Matrix as Promising Tools for Transplantable Bioengineered Liver Promotes Hepatic Lineage Commitments of Induced Pluripotent Stem Cells.</a> Tissue Engineering Part A. 22, 449-460 (2014).</li><li>Ko, I. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioengineered+transplantable+porcine+livers+with+re-endothelialized+vasculature.">Bioengineered transplantable porcine livers with re-endothelialized vasculature.</a> Biomaterials. 40, 72-79 (2015).</li><li>Bao, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Construction+of+a+portal+implantable+functional+tissue-engineered+liver+using+perfusion-decellularized+matrix+and+hepatocytes+in+rats.">Construction of a portal implantable functional tissue-engineered liver using perfusion-decellularized matrix and hepatocytes in rats.</a> Cell Transplantation. 20, 753-766 (2011).</li><li>Pan, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-vivo+organ+engineering:+Perfusion+of+hepatocytes+in+a+single+liver+lobe+scaffold+of+living+rats.">In-vivo organ engineering: Perfusion of hepatocytes in a single liver lobe scaffold of living rats.</a> The International Journal of Biochemistry &amp; Cell Biology. 80, 124-131 (2016).</li><li>Madrahimov, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marginal+hepatectomy+in+the+rat:+from+anatomy+to+surgery.">Marginal hepatectomy in the rat: from anatomy to surgery.</a> Annals of Surgery. 244, 89-98 (2006).</li><li>Mussbach, F., Settmacher, U., Dirsch, O., Dahmen, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioengineered+Livers:+A+New+Tool+for+Drug+Testing+and+a+Promising+Solution+to+Meet+the+Growing+Demand+for+Donor+Organs.">Bioengineered Livers: A New Tool for Drug Testing and a Promising Solution to Meet the Growing Demand for Donor Organs.</a> European Surgical Research. 57, 224-239 (2016).</li><li>Mussbach, F., Settmacher, U., Dirsch, O., Dahmen, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liver+engineering+as+a+new+source+of+donor+organs:+A+systematic+review.">Liver engineering as a new source of donor organs: A systematic review.</a> Der Chirurg. 87, 504-513 (2016).</li><li>Xie, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+of+systemic+and+hepatic+hemodynamic+parameters+in+mice.">Monitoring of systemic and hepatic hemodynamic parameters in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (92), e51955 (2014).</li><li>Zhou, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decellularization+and+Recellularization+of+Rat+Livers+With+Hepatocytes+and+Endothelial+Progenitor+Cells.">Decellularization and Recellularization of Rat Livers With Hepatocytes and Endothelial Progenitor Cells.</a> Artificial Organs. 40, E25-E38 (2016).</li><li>Yagi, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human-scale+whole-organ+bioengineering+for+liver+transplantation:+a+regenerative+medicine+approach.">Human-scale whole-organ bioengineering for liver transplantation: a regenerative medicine approach.</a> Cell Transplantation. 22, 231-242 (2013).</li><li>Otsuka, H., Sasaki, K., Okimura, S., Nagamura, M., Nakasone, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micropatterned+co-culture+of+hepatocyte+spheroids+layered+on+non-parenchymal+cells+to+understand+heterotypic+cellular+interactions.">Micropatterned co-culture of hepatocyte spheroids layered on non-parenchymal cells to understand heterotypic cellular interactions.</a> Science and Technology of Advanced Materials. 14, 065003 (2013).</li><li>Bale, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+coculture+strategies+for+primary+hepatocytes+and+liver+sinusoidal+endothelial+cells.">Long-term coculture strategies for primary hepatocytes and liver sinusoidal endothelial cells.</a> Tissue Engineering Part C: Methods. 21, 413-422 (2015).</li><li>Wu, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimizing+perfusion-decellularization+methods+of+porcine+livers+for+clinical-scale+whole-organ+bioengineering.">Optimizing perfusion-decellularization methods of porcine livers for clinical-scale whole-organ bioengineering.</a> BioMed Research International. , 785474 (2015).</li><li>Barakat, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+decellularized+porcine+liver+for+engineering+humanized+liver+organ.">Use of decellularized porcine liver for engineering humanized liver organ.</a> Journal of Surgical Research. 173 (1), e11-e25 (2012).</li><li>Navarro-Tableros, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recellularization+of+rat+liver+scaffolds+by+human+liver+stem+cells.">Recellularization of rat liver scaffolds by human liver stem cells.</a> Tissue Engineering Part A. 21 (11-12), 1929-1939 (2015).</li></ol>

Ved å blokkere og cannulating venstre portalen blodåre med et kateter som en flytende vik og venstre lateral hepatic venen med en annen kateter som en flytende utløp, generert vi har en i vivo væske omkjøringsvei i den venstre lateral lobe, indikerer at men teknikken er svært utfordrende den lille størrelsen på skipene i cannulation og en høy risiko for forårsaker blødninger, er det mulig. Selv rotter gjennomgår en lang Perfusjonsperiode 4 timer overlevd minst 1 uke, viser at rottene kunne tolerere d...

Indikasjoner for organtransplantasjon utvide stadig. I kontrast, faller orgel donasjon priser og kvaliteten organer, fører til en økende etterspørsel etter grafts. Antall kandidater til ventelisten levertransplantasjon fortsatte å øke (f.eksi USA, 11,340 pasienter ble lagt i 2016, sammenlignet med 10,636 i 2015)1. Til tross for betydelig innsats oppfyller antall tilgjengelige organer ikke kliniske behov. På grunn av den økte forekomsten av leversykdom, mange pasienter med sluttstadiet leversykdommer dø på venteliste før en donor organ transplantasjon blir tilgjengelig. For å møte den enorme etterspørselen etter giver leveren grafts, forfulgt alternative tilnærminger bruker leveren vev engineering prinsipper blir aktivt2. I dag, kunne en nyutviklet biologiske teknikk av leveren engineering potensielt overvinne denne mangel.
Leveren engineering består av to trinn: generering av en acellular skafottet, etterfulgt av en repopulation i stillaset. For å få et biologisk acellular leveren stillas, er explanted leveren perfused via vaskulære system med ionic eller ikke-ionisert vaskemidler, som kan fjerne cellulære materialet fra leveren. I de fleste tidligere studier, ble en biologisk acellular leveren stillaset oppnådd av perfusjon av leveren med en kombinasjon av natrium dodecyl sulfate og TritonX100. Som et resultat ble alle celler fjernet, mens strukturen til den ekstracellulære matrisen ble opprettholdt. Orgel stillasene var reseeded med eldre celler, hepatocellulært, samt endothelial cellelinjer og primære hepatocytter med eller uten samtidig bruk av endotelceller eller mesenchymal stamceller (MSC). De fleste forskere fokus på ex vivo leveren engineering3,4,5,6,7,8,9,10, 11,12,13,14. Men i de fleste tidligere studier, ble bare små biter av nytt stillaset kuber transplantert inn i forskjellige heterotopic implantasjon nettsteder. I et par studier, ble delvis nytt stillaser transplantert som en ekstra pode. Maksimal rapporterte overlevelse tidspunktet var imidlertid bare 72 h8,14. Så vidt vi vet, har ennå ikke orthotopic transplantasjon av en repopulated full leveren pode er utført eller publisert om. Langsiktig funksjonen og transplantasjon utvikling organer er fortsatt i sin barndom. Derfor er en alternativ tilnærming til ex vivo leveren engineering nødvendig.
I vivo leveren ingeniørvitenskap kan representere et alternativ å studere hepatic repopulation under fysiologiske forhold. Fordelene i vivo leveren engineering sammenlignet ex vivo leveren engineering er mange. I vivo nytt delvis leveren stillaset er utsatt for fysiologiske blodperfusjon med riktig temperatur, tilstrekkelig oksygen, næringsstoffer og vekstfaktorer i motsetning til ex vivo perfusjon med kunstig kultur medium. Videre opprettholder gjenværende delvis normal leveren funksjonen hepatic, hovedsakelig slik at langsiktig overlevelse. Siden en implantert ex vivo konstruert leveren pode er fortsatt i stand til å opprettholde den langsiktige overlevelsen av forsøksdyr av sin leveren funksjon8, vi ser at i vivo delvis lever engineeringwould til slutt bli en lovende modell å lære om utviklingen av konstruert lever med lengre overlevelse observasjoner enn ex vivo.
Nylig presentert en forskergruppe (Pan og kolleger), for første gang, teknikk i vivo leveren engineering15. De oppnådde den isolerte perfusjonen av den høyre dårligere leveren flik i levende rotter tross anatomiske og tekniske utfordringer. De rapporterte første intraoperativ resultatene i vivo repopulation bruker en rotte primære hepatocyte cellen linje. Imidlertid kirurgisk perfusjon i vivo modell av Pan et al. har ulemper. De oppnådde enkelt leveren lobe perfusjon i rotter på bekostning av fullstendig blokkere portalen blodåre og mindreverdig vena cava, som kan forårsake alvorlig skade på dyret. Eksperimentell rottene ble ofret etter bare 6 timer intraoperativ observasjon. Derfor trenger i vivo leveren lobe perfusjon teknikken ytterligere forbedring å oppnå postoperativ overlevelse.
Vi utviklet en roman overlevelse modell for i vivo leveren lobe perfusjon, basert på tidligere studier av hepatic anatomi av rotte16, portalen blodåre cannulation teknikken for hemodynamic overvåking i mus17, og lever bioteknologi 18 , 19. de viktigste trinnene fremgangsmåten er illustrert i figur 1A - 1E.
Denne teknikken er egnet for de som vil bruke dette eksperimentelle i vivo perfusjonsmåler modell for grunnleggende forskning på delvis orgel behandling av infusjon med narkotika, i vivo decellularization som en kjemisk resection for orgel sykdommer (f.eks , leverkreft), i vivo cellekultur i en decellularized matrise sammenligne ex vivo todimensjonal og tredimensjonale celle kultur, systemer,20,,21,,22,,23 , 24 , 25 , 26og i vivo leveren engineering ved decellularization og repopulation.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:605px;" width="606">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Perfusion Pump</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Perfusor VI</td>
			<td colspan="2">B. Braun, Melsungen</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Catheter</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Versatus-W&#160; Catheter</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>SR+DU2419PX</td>
			<td>24G, 0.74&#215;19mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Versatus-W&#160; Catheter</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>SR+DU2225PX</td>
			<td>22G, 0.9&#215;25mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">micro surgical instrument</td>
			<td></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">micro scissors</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No. 14058-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">micro serrefine</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No.18055-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micro clamps applicator</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No. 18057-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Straight micro forceps</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No. 00632-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Curved micro forceps</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No. 00649-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">micro needle-holder</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;">No. 12061-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">general surgical instruments</td>
			<td></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">standard sissors</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">mosquito clamp</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">serrated forcep</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">teethed forcep</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">needle-holder</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">suture</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">4-0 prolene</td>
			<td style="width:104px;">ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">4-0 ETHICON*II</td>
			<td style="width:104px;">ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">6-0 silk</td>
			<td style="width:104px;">ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">11-0 polyamide</td>
			<td style="width:104px;">ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a novel surgical technique as a foundation for in vivo partial liver engineering in rat

Orgel engineering er en ny strategi å generere leveren orgel erstatter som potensielt kan brukes i transplantasjon. Nylig i vivo leveren engineering, inkludert i vivo organ decellularization etterfulgt av repopulation har dukket opp som en lovende tilnærming over ex vivo leveren engineering. Postoperative overlevelse var imidlertid ikke oppnådd. Målet med denne studien er å utvikle romanen kirurgisk teknikk i vivo selektiv leveren lobe perfusjon i rotter som en forutsetning for i vivo leveren engineering. Vi generere en krets bypass bare gjennom den venstre lateral lobe. Deretter er det venstre lateral lobe parfyme med heparinized saltvann. Eksperimentet utføres med 4 grupper (n = 3 rotter per gruppe) basert på ulike perfusjon ganger 20 min, 2 h, 3t og 4 h. overlevelse, samt macroscopically synlig endring av farge og histologisk bestemt fravær av blodceller i den portalen triad og sinusoids, tas som en indikator for et vellykket modell etablissement. Etter selektiv perfusjon av den venstre lateral lobe ser vi at den venstre lateral lobe, faktisk slått fra rød til svak gul. En histologiske vurdering, ingen blod celler vises i grenen av portalen blodåre, sentrale venen og sinusoids. Venstre lateral lobe rødt etter gjenåpningen blokkerte fartøyene. 12/12 rotter overlevde prosedyren for mer enn en uke. Vi er først til å rapportere en kirurgisk modell for i vivo enkelt leveren lobe perfusjon med en lang overlevelse på mer enn én uke. I motsetning til tidligere publiserte rapporten, viktigste fordelen av teknikken presenteres her er perfusjon av 70% av leveren er bevart gjennom hele prosedyren. Opprettelsen av denne teknikken gir et fundament i vivo delvis leveren Engineering i rotter, inkludert decellularization og recellularization.

Tolv mann (alderen 12 - 13 uker) Lewis rotter ble brukt til å vurdere effekten av selektiv leveren lobe perfusjon. Eksperimentet ble gjennomført i fire grupper (n = 3 rotter per gruppe). Bruker ulike perfusjon perioder med 20 minutter, oppnådd 2 timer, 3 timer og timer, følge fremgangsmåten beskrevet ovenfor, vi i vivo enkelt lobe perfusjon.
I Vivo Perfusjon av den venstre...

Watch this Scientific Journal Video about A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat at JoVE.com

A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat

En kirurgiske teknikken som grunnlag for i Vivo delvis leveren Engineering i rotte

Vi etablere en kirurgiske teknikken for en i vivo enkelt leveren lobe perfusjon-modell i rotte som en forutsetning for å ytterligere studere i vivo delvis leveren engineering i fremtiden.

Organ engineering is a novel strategy to generate liver organ substitutes that can potentially be used in transplantation. Recently, in vivo liver ...

I løpet av de siste årene, leveren engineering har blitt et hett tema rundt om i verden på grunn av det er potensial for å generere transplantasjon i leveren grafts. Men levedyktig langsiktig funksjon og transplantasjon av konstruerte organer er fortsatt en visjon for fremtiden. Nylig in-vivo leveren lobe overflod har blitt en lovende strategi for å starte leveren engineering.En stor fordel med denne teknikken er at in-vivo repopulated delvis leverstillas utsatt scatological blod overflod. Dette gir stillaset riktig temperatur, tilstrekkelig oksygen, næringsstoffer og vekstfaktorer i motsetning til ex-vivo overflod med kunstig kultur medium. En annen fordel er at gjenværende lever opprettholder leverfunksjonen og dermed hovedsakelig tillater langsiktig overlevelse.In-vivo-modellen er teknisk utfordrende, og etteroperativ overlevelse er imidlertid ennå ikke oppnådd. Her skal vi presentere en annen kirurgisk modell med langsiktig overlevelse som grunnlag for videre in-vivo enkelt lever lobe engineering. Før vi demonstrerer den kirurgiske modellen, vil vi gjerne gi en kort introduksjon til rotteleveranatomi.For å etablere vår enkelt lever lobe profusion modell valgte vi venstre lateral lobe. Dette er den eneste leveren lobe med en distinkt vaskulær tilførsel og drenering slik at å skape en bypass. Dette er en 3D rekonstruksjon av portalen venøs system i rotte.Vårt fokus her er på venstre portal vene som senere vil tjene som væskeinntak. Dette er en 3D rekonstruksjon av lever venøs system i rotte. Her er vårt fokus på venstre lateral levervene som senere vil tjene som et væskeuttak.Denne illustrasjonen av levervaskulær anatomi fremhever de vaskulære tilgangspunktene som brukes til ut delvis perfusjonsmodell. Denne animasjonen illustrerer ordningen med å generere in-vivo venstre lateral leveren lobe perfusjon modell. For å etablere den kirurgiske modellen skal vi generere en krets bypass innenfor venstre lateral lobe.For dette formålet må vi blokkere følgende fartøy venstre portal vene, venstre leverarterie, venstre gallegang, venstre median protal vene, leverarterie og gallegang, og venstre lateral leveråre. Da må vi kanylere venstre portalvene med et 24 gagekateter. Etterpå er venstre lateral levervenne hermetisert ved hjelp av et 22 gage kateter.Deretter er kateteret i venstre portalvene koblet til en perfusjonspumpe. Tørr gasbind plasseres ved utløpet av kateteret i venstre lateral levervene for å absorbere avfallsvæske. På denne måten opprettes en bypass.Deretter venstre lateral lobe perfundert med heparinisert saltvann Med en strømningshastighet på 0,5 milliliter per minutt. Fysiologisk perfusjon til venstre lateral lobe gjenopprettes etter gjenåpning av de blokkerte fartøyene. Nå er den kirurgiske perfusjonsmodellen etablert.Alle prosedyrer demonstrert i denne videoen ble vurdert og godkjent av lokale myndigheter. Operasjonsfeltet i magen desinfiseres med tre runder jodtinktur etterfulgt av to runder med 70%alkohol. Steril gasbind er plassert på magen slik at bare operasjonsfeltet utsettes.Et tverrgående snitt er laget på bukveggen til rotten. En 4-0 prolen sutur brukes til å fikse xiphoid prosessen og trekke den mot hodet. Begge sider av de øvre bukveggene trekkes tilbake ved hjelp av to subcoastal kroker for å nå full eksponering av orgelet.Da kan vi se leverflippene. Her er venstre lateral lobe som brukes til selektiv perfusjon. Vi dekker tolvfingertarmen og tynntarmen i bukhulen med fuktet gasbind til oval tørrhet.Vi eksponerer leverens hilum ved å løfte opp medianappene med fuktet gasbind. Rotten er plassert under et sterilt mikroskop. Vi dissekerer venstre portalvene.Vi deretter ligate venstre protal vene med en 6-0 silke sutur. Venstre leverarterie, venstre gallegang, samt venstre median portalvene, venstre median leverarterie og venstre median gallegang er blokkert ved hjelp av mikroklemmer. Vi blokkerer venstre lateral levervene med mikroklemmer ved foten av venstre lateral lobe.For å lage væskeinntaket punkteres stammen av portalvenen med et 24 gage nålhuskateter. Men kateteret er ikke satt inn. Vi fjerner deretter nålen fra kateteret og kobler kateteret til en perfusjonspumpe.For å utvise luft fra røret og kateteret, perfuse vi med heparinisert saltvann i et minutt. Deretter slår vi av pumpen. Deretter settes nålefritt kateter, som nå er koblet til perfusjonspumpen, inn i venstre portalvene.På denne måten minimerer vi manipulasjoner av det hermetiserte fartøyet. Her er en eksponert region av venstre lateral hepatisk vene vi skal kanylere på en lignende måte. Først lager vi et dreneringshull i venstre lateral hepatisk vene ved å punktere den med en 22 gage eller 24 gage nål bolig kateter.Vi anbefaler at kateteret er litt mindre enn fartøyet. Vi begynner deretter å perfuse venstre lateral lobe med heparinisert saltvann med en strømningshastighet på 0,5 milliliter per minutt. Den utstrømmende avfallsvæsken absorberes med gasbind.For å minimere intraabdominal kontaminering med avfallsvæske setter vi det nålefrie kateteret inn i venstre lateral levervene. Dermed fungerer den cannulated venstre laterale levervenen som et flytende utløp. Vi fortsetter å perfusere venstre lateral lobe med heparinisert saltvann.Blodig væske kan sees dryppende fra uttaket. Pilen indikerer at venstre lateral lobe ble gul under perfusjon med heparinisert saltvann. Ved slutten av perfusjonen tas kateterene ut av karene.Dreneringsåpningen til venstre lateral levervene er lukket med en enkelt 11-0 pollumittsutur. Innløpsåpningen på venstre portal vene er stengt med en 11-0 pollumitt sutur også. Refusjon starter med tilbakestrømning fra suprahepatic vena cava etter å ha fjernet klemmen på venstre lateral levervene.Fysiologisk perfusjon gjenopprettes ytterligere etter å ha fjernet klemmen fra venstre leverarterie og gallegang, samt venstre median vaskulære strukturer. Fullstendig reperfusjon oppnås etter gjenåpning av venstre portalvene som indikert av en fargeendring til mørk rød. Perfusjon av venstre senere lobe.Den hvite pilen i dette bildet indikerer at målet leveren lobe var faktisk selektivt perfused. Her viser de hvite pilene at de resterende flikene, som representerer ca 70% av leveren beholdt fysiologisk perfusjon gjennom hele prosedyren. Re perfusjon av venstre lateral lobe.Her indikerer den røde pilen at venstre lateral lobe er fysiologisk re perfused etter gjenåpning av blokkerte fartøy. Den blå pilen viser at venstre median lobe vedvarende iskemi. Selektivt perfused venstre lateral lobe ble histologisk undersøkt ved hjelp av H E farging.Figur A viser at i den perfused venstre lateral lobe ingen blodceller er påviselig i grenen av portalvenen og sinusoider. Som forventet røde celler er synlige i grenen av leverarterien. I figur B fungerer den dårligere caudate-loben som kontroll.Blodceller er tydelig synlige og grenene av protal vene og leverarterie samt bihuleoider. Figur C viser at i den perfused venstre lateral lobe er det ingen blodceller synlig i den sentrale venen. I motsetning viser figur D at i kontrollen er dårligere caudate lobe blodceller synlige i den sentrale venen.Vi oppnådde en overlevelsesrate på 100 % i uken i 12 påfølgende prosedyrer. Vi sammenlignet vår in-vivo lever lobe perfusjon modell med modellen av Pan og kolleger. De viktigste forskjellene i metodikk og resultater mellom Pan og vår gruppe er: de valgte riktig dårligere lobe mens vi valgte venstre lateral lobe som mål lever lobe;de blokkerte vena cava og hovedportal vene fører til portal hypertensjon.I motsetning opprettholdt vi portalperfusjon av 70% av leveren;de ofret rotter interoperativt mens vår en ukes overlevelsesrate er 100%Fordelene med vår nye kirurgiske modell er: at det er teknisk utfordrende, men gjennomførbart;og at det tolereres godt som demonstrert av 100% overlevelsesrate. Men en begrensning er at venstre median lobe vedvarende iskemi på grunn av blokkering av portalvenen. Potensielle anvendelser av vår teknikk inkluderer:som kan brukes til in-vivo delvis organbehandling ved perfusjon med narkotika;in-vivo delvis organdecellularisering som kjemisk reseksjon;in-vivo celle kultursystem i forhold til ex-vivo;og in-vivo leverteknikk.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Cellular Lipid Extraction for Targeted Stable Isotope Dilution Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Analysis

Cellular Lipid Uttak for Målrettet Stabil isotopfortynning Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Analysis

The metabolism of fatty acids, such as arachidonic acid (AA) and linoleic acid (LA), results in the formation of oxidized bioactive lipids, including ...

Engineering a Bilayered Hydrogel to Control ASC Differentiation

Engineering A Bilayered Hydrogel å kontrollere ASC differensiering

Natural polymers over the years have gained more importance because of their host biocompatibility and ability to interact with cells in vitro and in ...

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Viral Nanopartikler for<em&gt; In vivo</em&gt; Tumor Imaging

The use of nanomaterials has the potential to revolutionize materials science and medicine. Currently, a number of different nanoparticles are being ...

Density Gradient Multilayered Polymerization (DGMP): A Novel Technique for Creating Multi-compartment, Customizable Scaffolds for Tissue Engineering

Density Gradient Multilayered Polymerization DGMP: A Novel Technique for Creating Multi-compartment, Customizable Scaffolds for Tissue Engineering

Densitetsgradient Flerlags Polymerisasjon (DGMP): En ny metode for å lage flere kammer, som kan tilpasses Stillaser for Tissue Engineering

Complex tissue culture matrices, in which types and concentrations of biological stimuli (e.g. growth factors, inhibitors, or small molecules) or matrix ...

Skin Tattooing As A Novel Approach For DNA Vaccine Delivery

Skin tatovering som en ny tilnærming for DNA vaksine levering

Nucleic acid-based vaccination is a topic of growing interest, especially plasmid DNA (pDNA) encoding immunologically important antigens. After the ...

Fluorescence-quenching of a Liposomal-encapsulated Near-infrared Fluorophore as a Tool for In Vivo Optical Imaging

Fluorescence-quenching of a Liposomal-encapsulated Near-infrared Fluorophore as a Tool for In Vivo Optical Imaging

Fluorescens-slukking av en Liposomalinnkapslet Nær-infrarød fluoroforen som et verktøy for<em&gt; I Vivo</em&gt; Optisk Imaging

Optical imaging offers a wide range of diagnostic modalities and has attracted a lot of interest as a tool for biomedical imaging. Despite the enormous ...

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

Kirurgisk teknikk for Implantasjon av Tissue Engineered vaskulære implantater og Følgende<em&gt; I Vivo</em&gt; Overvåking

The development of Tissue Engineered Vessels (TEVs) is advanced by the ability to routinely and effectively implant TEVs (4-5 mm in diameter) into a large ...

Production, Characterization and Potential Uses of a 3D Tissue-engineered Human Esophageal Mucosal Model

Produksjon, karakterisering og potensielle bruk av en 3D Tissue-konstruert Menneskelig Esophageal slimhinnene Model

The incidence of both esophageal adenocarcinoma and its precursor, Barrett&#8217;s Metaplasia, are rising rapidly in the western world. Furthermore ...

Tissue Engineering by Intrinsic Vascularization in an In Vivo Tissue Engineering Chamber

Tissue Engineering by Intrinsic Vascularization in an In Vivo Tissue Engineering Chamber

Tissue Engineering ved Intrinsic vaskularisering i en<em&gt; I Vivo</em&gt; Tissue Engineering Chamber

In reconstructive surgery, there is a clinical need for an alternative to the current methods of autologous reconstruction which are complex, costly and ...